Industrierechnernetz mit Handhabungssystem

Transkript

1 Wintersemester 2002/03 Seite 1 1. Ausgangslage und Entwicklungsziele Ausgangslage realisiert im SS2000: QNX QNX NT 4.0 LINUX PROFIBUS CAN RS-232 UART Lagegeregelte Antriebsmodule R1 Barcodeleser R2 Regallagerplätze mit Näherungsinitiatoren Regallager Übergabe R1 - R2 Simulierte Bearbeitung Industrierechnernetz mit Handhabungssystem 1

2 Wintersemester 2002/03 Seite 2 Achsantriebe mit CAN-Bus-Ansteuerung 2

3 Wintersemester 2002/03 Seite 3 z Y Z R y X x ca. 1 m Aufbau mit Zuordnung kartesischer Koordinaten 3

4 Wintersemester 2002/03 Seite 4 Übergabelager (L0 und L1) des großen Roboters (rob1) CAN C-Lib "M5" C++ - Lib "Robot" Übergabelager (L1) des kleinen AppX AppY Bearbeitung Logistik Eingangslage (L0) des großen Roboters Robot-Lib Alpha Roboterkoordinaten M5-Lib Beta Antriebsachsen A-CAN A-CAN A-CAN Bustelegramme Barcodereader (L0) Funktionsbibliotheken Bearbeitungslag er (L2) des kleinen Roboters 4

5 Wintersemester 2002/03 Seite 5 CAN C-Lib "M5" C++ - Lib "Robot" APP_Y Bearbeitung APP_X Logistik APP_Z Robot-Lib Roboterkoordinaten M5-Lib Antriebsachsen A-CAN A-CAN A-CAN Bustelegramme Drei Arten von Roboterprogrammierschnittstellen 5

6 Wintersemester 2002/03 Seite 6 Entwicklungsziele: Echtzeitfähiges Kernsystem Heterogene Clientsysteme Offener Materialfluss Client-Server-Architektur Grafische Bedienoberfläche 6

7 Wintersemester 2002/03 Seite 7 2. Entwicklung a) Echtzeit In Zusammenarbeit mit dem Hersteller des Robotersystems: Validierung einer QNX-Bibliothek für Bewegungsachsen und einer QNX-Bibliothek für kartesische Koordinaten über TCP/IP als User mit Beta-Status Aufbauend darauf: Entwicklung einer Aggregatebibliothek mit Handhabungsfunktionen "hole...", "bringe...",... Probleme: 1. Instabiles Laufzeitverhalten der Bibliotheken, besonders der Kartesischen, verursacht häufige Abstürze. "Releaste" laufzeitstabile Bibliotheken stehen erst seit Herbst 2002 zur Verfügung. 2. Zunächst wird nur ein Hardwarehersteller unter QNX unterstützt (spezieller Industrie- PC). Seit Herbst 2002 auch "normale" CAN-Adapter als PCI-Karten möglich. 7

8 Wintersemester 2002/03 Seite 8 Industrie-PC als Host für die Roboterfunktionen 8

9 Wintersemester 2002/03 Seite 9 b) Clients in heterogener Umgebung Kartesische Bahnkoordinaten sind über TCP/IP verfügbar. Damit können praktisch beliebige Clientbetriebssysteme eingesetzt werden. Vom System Client-Server ist aber nur der Bahnbewegungsserver echtzeitfähig. Wegen des instabilen Laufzeitverhaltens der TCP/IP - Lösung kam diese entgegen den Absichten im Rahmen dieses Vorhabens nicht zum Anwendungseinsatz. c) Materialfluss 1. Dezentrale Software erfasst quasi kontinuierlich (alle 10ms) die Belegung der Lagerplätze und stellt über TCP/IP den Regalstatus zu Verfügung. Damit sind auch materialflussbezogene Funktionen, wie bei der Roboterbewegung, in inhomogene Systemumgebung einbaubar. Regalserver Client Client Client Client itmg-drv itmg PROFIBUS(DP) ET200 ET200 9

10 Wintersemester 2002/03 Seite 10 Dezentrale Peripherie zur Erfassung der Regalbelegung 10

11 Wintersemester 2002/03 Seite Synchronisation von Lagersoftware und Roboterbewegung: Material wird verfolgt, Materialaustausch mit der Außenwelt kann registriert und bilanziert werden. interner Materialfluss externer Materialfluss Logistikappikation Robotserver Regalserver Roboter Handhabung Lager Exterme Steuerung Kenndaten Identifikation Barcodeleser Externer Materialfluss 11

12 Wintersemester 2002/03 Seite 12 Materialverfolgug im Regallager 12

13 Wintersemester 2002/03 Seite 13 Objekte im Regallager 13

14 Wintersemester 2002/03 Seite 14 In Bewegung zum Barcodeleser 14

15 Wintersemester 2002/03 Seite 15 d) Architektur des Client-Server-Systems CLIENT LAN ShMem regserv matflow request robot request robserv ShMem regcheck robotdrv regaldrv candrv itmg itmg-drv PROFIBUS(DP) CAN ET200 ET200 X Y Z R x y z Multitaskstruktur auf dem heutigen Stand (Diplomarbeit M. Konrad 2002) 15

16 Wintersemester 2002/03 Seite 16 e) Grafische Oberfläche Im Rahmen einer Diplomarbeit (M. Konrad 2002) wurde die zunächst mit der ncurses- Bibliothek programmierte semigrafische Bedienoberfläche auf die Photon-Grafik von QNX umprogrammiert. 16

17 Wintersemester 2002/03 Seite Ergebnis Echtzeitprogrammierbares Handhabungssystem Aggregierte Handhabungs- und Logistikfunktionen über Taskkommunikationsprotokoll: "HOLE...", "BRINGE...", "INVENTARISIERE..." Einfache Programmierung von Clientapplikationen Grafische Bedienung Fernbedienung aus Windows über vollgrafische Terminalemulation Funktionsfähigkeitsnachweis der Kartesischen Funktionen steht noch aus 17